본 기술은 방향족 고리에 모폴리니움 작용기가 결합된 폴리(에테르술폰) 계열 공중합체를 합성하고, 이를 캐스팅·염기성화하여 음이온 교환막으로 만드는 기술입니다. 모폴린과 히드로퀴논에서 출발하는 3단계 합성 경로로 공중합체를 얻고, 이 막을 음이온 교환막 연료전지에 적용합니다.
음이온 교환막용 고분자로 널리 쓰이던 4차 암모늄 기반 폴리(아릴렌에테르)는 고온에서 전도도가 낮고 높은 pH 조건에서 쉽게 분해되는 문제가 있었습니다. 또한 트리메틸아민과 같은 휘발성 물질을 작용기로 도입하는 과정에서 환경 문제가 발생해 대규모 합성에 한계가 존재했습니다.
본 기술은 4차 암모늄 대신 고리형 구조의 모폴리니움 양이온을 고분자 주쇄의 방향족 고리에 결합시켜, 수산화물 전도도를 높이면서도 기계적 강도와 알칼리 환경에서의 화학적 안정성을 함께 확보합니다. 막의 수산화물 전도도는 10^-2 S/cm 수준까지 구현됩니다. 이 막은 비귀금속 촉매를 쓰는 알칼리형 음이온 교환막 연료전지의 전해질 막에 적용될 수 있어 백금 의존도를 낮춘 저비용 연료전지 스택 개발에 유리합니다.
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